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共享单车的电子围栏 | 基于RTK技术的高精度定位

发布时间: 2023-08-28 14:30:31浏览次数:

共享单车解决了民众最后一公里的出行问题,方便快捷,低碳环保,缓解了交通拥堵。然而,乱停乱放成为这新兴事物发展过程中需要解决的迫在眉睫的问题。这真是个伤脑筋的问题,虽然很多城市已经推出共享单车电子围栏,由于 GPS定位Q 精度的问题,效果却差强人意.

高精度定位是电子围栏的基础,我们经常会遇到车停在围栏内而app显示车辆确在围栏外,或者找车位置变差大,很难做到精准定位,目前由于卫星轨道误差,电离层,对流层对GPS定位影响很大,GPS定位精度也无法满足精准电子围栏的要求,而引入RTKQ (Real time kinematic,载波相位差分技术)可以使GPS定位控制在厘米级范围内,则大大提高了电子围栏的精准有效性。

什么是RTK?

RTK(Real -time kinematic,实时动态)载波相位差分技术,是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法,将基准站采集的载波相位发给用户接收机,进行求差解算坐标。这是一种新的常用的GPS测量方法,以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度,而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法,它采用了载波相位动态实时差分方法,能够实时地提供测站点在指定坐标系中的-维定位结果,并达到厘米级精度。RTK技术是什么? 它运用一些相似性的原理来消除误差,也就是说,它的载波信号,通过一个已知坐标进行观测,把RTCM数字和相邻的进行解算,所以它有一人“地面基站”的概念。

我们同样先来了解下GPS的工作原理,以及到底是什么引起了误差,即谁让GPS跑偏了?

1.大气层影响

大气层中的电离层和对流层对电磁波的折射效应,使得GPS 信号的传播速度发生变化,从而让GPS 信号产生延迟。

2.卫星星历误差

由于卫星运行中受到复杂的外力作用,而地面控制站和接收终端无法测定和掌握其规律,从而无法消除产生的误差。这里面,其实它的星历的固定轨迹也有一定的公差

3.卫星钟差

指GPS 卫星时钟与GPS标准时间的养别。卫星上使用钩原子钟,所以两者的时间也许不同步,就像你的手表跟你家客厅挂钟的时间不同步一样

4.多路径效应

多路径效应可能大家听得比较多了,GPS信号也有可能是在不同障碍物间反射后才被接收到,由此产生误差.这些因素叠加之后,它会变得很复杂,使得GPS在民用级别都是5-10米的误差,在城市复杂环境,可能是几十米的误差,甚至更多。那怎么把误差消除呢? 这就是RTK技术(RTK,Real-time Kinematic,载波相位差分)

那什么是“差分”?差分就是把GPS 的误差想方设法分离出去。具体做法是,在已知位置的参考点上装上基准站一一参考点通常使用国家的基准点,它是一个厘米级甚至毫米级的位置点一一通过RTCM数据就能知道它的定位。也就是说,这个基准站会说明两件事:告诉我所在的精准位置在哪里;我接到数据时的精准时间。然后把这个数据发送给想要获取高精度定位信息的移动站,后者就可以通过它获取的这个信息,修正或消除:大气层钟的传播误差、卫星星历误差和卫星钟差,把精准度做到厘米级

RTK技术是一个很成熟的技术,可以帮助到城市交通管理,城市环境美化。我们觉得未来的城市一定是精准化、数据化为核心,这样,整个城市的智能化、智慧化就很快到来了。上海、杭州、广州、深圳、福州、郑州、南京、武汉8大城市相继对共享单车发出命令,要求共享单车企业暂停投放新车,目前这些城市的共享单车挤占道路造成交通拥堵,各大城市的交委工作量连连翻倍,简直快哭瞎,乱停乱放问题泊在眉睫。RTK技术有效的解决了问题,电子围栏得以实行,让城市恢复一个干净,文明的面貌!所以我们希望更多的人参与进来,了解、利用RTK技术,为我们的城市面貌、安全做一些贡献

问答1: 如何解决多路径效应?

这是一个比较复杂的问题,简单来说,就是让地面基站分布更密集,有更多共同的路径的卫星信号源,这样可以减少或者消除误差。一般来说,在农业,大部分障碍来源于防风林,还有一些杆塔、信号塔、供电房等等。这种情况,采用就近架设移动基站的方式来解决,采用双路径来保障信号的到达,其中双路径是电台和无线网络。

问答2:RTK技术对基站的依赖大吗? 如果当地基站数量少,RTK技术能多大程度上提高飞行精度?如何解决这个问题呢?

可以说很依赖。目前无线网络情况稳定性还是有一定局限性,在城市复杂环境下,很多地方没有网络信号,甚至打电话都很困难,这个时候没有移动基站,难以获取差分数据。如果当地基站数量少,RTK技术能采用相对精度来解决,比如说,打一个水泥桩,用RTK采集数据,下次在此区域作业的时候,把移动基站放在此水泥桩上,输入上次一样的坐标,一样飞的厘米级精度。如果只用RTK摆静态,则误差在1米左右,单点静态主要看采用的RTK主板参数。基站少,可以多使用移动基站,一般来说,一个固定站可以覆盖30 ~80公里的位置。也就是说:采用RTK技术,一定是需要依赖基站的,目前主要是三种方式:国家CORS、或千寻账号、或基站

问答3:有没很好的方式解决桥梁下面或港口弱GPS环境下如何定位和避障的方式?

在弱GPS和桥梁下,换句话来说就是非常容易丢星,RTK难以达到固定解,一般目前的做法都是综合应用RTK+惯导,或者综合应用RTK+惯导+视觉,综合根据环境,来设置占比,要经过大量的实际数据,才能获取比较好的效果,比如视觉的双目避障。

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